JP2007014953A - 複数の容器を有する反応装置のための温度制御 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 たとえばPCR(ポリメラーゼ鎖反応)法に用いられる熱サイクラーのような反応容器の長方形配列において、温度制御は温度ブロック11の使用により達成される。ブロックは、ペルチェ効果熱電モジュール14とブロックの端に沿って埋め込まれたワイヤ加熱部分との組合わせに接触される。加熱部分は配列にわたって一定の温度または温度勾配が得られるような態様で電圧をかけられる。さらに、個別の反応容器における温度の制御および凝縮の防止が、容器の上方に配置され、抵抗加熱を与えるためにその上面に導電性被覆を有するガラス(または他の透明材料)プレートの使用により達成される。
【選択図】図1
Description
ある化学合成は連続的反応、周期的反応、もしくは同時に起こる複合反応の使用を含む。そのような合成の著名な例はポリメラーゼ鎖反応およびリガーゼ鎖反応である。たとえば、ポリメラーゼ鎖反応(PCR)はポリヌクレオチドの変性、プライマーオリゴヌクレオチドの変性ポリヌクレオチドへのアニ−ル、および変性ストランドに沿って新たなポリヌクレオチドストランドを合成するためのプライマーの伸長を含む一連の段階を伴う。方法の成功は各段階での高収率、高選択率、および制御された反応速度に頼る。収率、選択率、および反応速度は温度により変動することが多く、そして各場合において、最適温度はポリヌクレオチドの長さおよびヌクレオチド組成、ならびに反応系の酵素および他の成分の選択により変動することが多い。最適温度の決定および最適レベルでの温度の正確な制御はこれらの方法で成功を得るのに重要である。他のプロトコールおよび手順はすべて同一の温度で個別の反応容器中で同時に実施される複合反応を含む。正確さと制御がこれらの手順においてなお重要である。
本発明は、反応ウェルの配列にわたって温度勾配を、または配列全体を均一温度に、設定しうる温度ブロックに部分的にある。この温度ブロックは、熱サイクラー(cycler)または他の類似の自動化実験装置(他の構成部分を含み、そして試料取扱い、ならびに複数および/またはは逐次化学反応の実施および制御、に関与する特徴を含む)の構成部分として有用である。本発明ブロックの特徴の1つは、配列のすべてのウェルの温度加熱、そうでなければ制御する独特の能力であり、同時に周辺効果、すなわち、配列の中央に、もしくは配列の外端に沿って配置されたウェルの温度の偏り(これらの領域での熱消散の差による)を消去する。
本発明は種々の構造および態様で実施されうるが、ある具体的な態様が全体として本発明の理解を提供するためにここで詳細に説明される。
(1)長方形に配置された複数の反応容器を、各容器の温度を制御しながら、支持する温度制御ブロックであり、該ブロックは:
該ブロックの1つの側に長方形に配列されて配置された複数のウェルであり、各ウェルは一つのそのような反応容器を受けるように寸法を合わされ;
該ウェルの側の反対側で該ブロックに付着された少なくとも一つのペルチェ効果熱電モジュール;
該長方形配列の一端に沿って該ブロックに付着された第1のワイヤ加熱部分;ならびに
該第1の端に反対の該長方形配列の第2端に沿って該ブロックに付着された第2のワイヤ加熱部分、
を含む温度制御ブロック。
(2)該第1および第2のワイヤ加熱部分は、独立して制御し得るので、該部分が異なる温度に設定され得、それにより該少なくとも1つのペルチェ効果熱電モジュールとともに、ウェルの該長方形配列にわたる温度勾配を形成し、または同一温度に設定され得、それにより該少なくとも1つのペルチェ効果熱電モジュールとともに、ウェルの該長方形配列にわたって均一な温度を形成する態様(1)記載の温度制御ブロック。
(3)異なる温度に設定されるように得独立して制御し得る少なくとも2つのペルチェ効果熱電モジュールを含み、それにより第1および第2のワイヤ加熱部分とともに、ウェルの該長方形配列にわたる温度勾配を形成する態様(1)記載の温度制御ブロック。
(4)該ウェルが先細の外形を有する反応容器に適合するように先細の側面を持つ態様(1)記載の温度制御ブロック。
(5)該少なくとも1つのペルチェ効果熱電モジュールにより放出された熱を消散するために該ブロックに付着された冷却フィンをさらに含む態様(1)記載の温度制御ブロック。
(6)該第1および第2のワイヤ加熱部分が付着されたブロックに直交する端に沿って該ブロックに付着された第3および第4のワイヤ加熱部分をさらに含む態様(1)記載の温度制御ブロック。
(7)個別に囲まれた反応容器において各容器内の反応を監視しながら複数の化学反応を同時に実施するための装置であり、該装置は:
複数の上部開放反応容器;
該上部開放反応容器を受けるように形づけられた複数のウェルを形成された支持ブロック;
該反応容器のそれぞれの開放された上部を囲むための透明なふた手段;
該反応容器の該開放された上部に対して該透明なふた手段を押圧するように配置された透明なプレートであり、該透明なプレートは透明な抵抗加熱フィルムで被覆されている;ならびに
該透明な抵抗加熱フィルムに電流を供給する手段、
を含む装置。
(8)該透明なプレートから該透明なふた手段に圧力を伝達するために該透明なふた手段と該透明なプレートの間に配置された開口されたプレートをさらに含み、該開口されたプレートは該支持ブロックのウェルと位置を合わされている態様(7)記載の装置。
(9)該透明なプレートがガラスであり、そして該透明な抵抗加熱フィルムは酸化スズならびにインジウムと酸化スズとの混合物からなる群より選ばれる材料である態様(7)記載の装置。
(10)個別に囲まれた反応容器において各容器内の反応を監視しながら複数の化学反応を同時に実施するための装置であり、該装置は:
多数の上部開放反応容器;
長方形配列に配置された複数のウェルを形成された1つの表面における温度制御ブロックであり、各ウェルは1つのそのような反応容器を受けるように寸法を合わされている;
該ウェルの側と反対側で該ブロックに付着された少なくとも一つのペルチェ効果熱電モジュール;
該長方形配列の一端に沿って該ブロックに付着された第1のワイヤ加熱部分;ならびに
該第1の端に反対の該長方形配列の第2端に沿って該ブロックに付着された第2のワイヤ加熱部分、
該反応容器のそれぞれの開放された上部を囲むための透明なふた手段;
該反応容器の該開放された上部に対して該透明なふた手段を押圧するように配置された透明なプレートであり、該透明なプレートは透明な抵抗加熱フィルムで被覆されている;ならびに
該透明な抵抗加熱フィルムに電流を供給する手段、
を含む装置。
Claims (4)
- 個別に囲まれた反応容器において各容器内の反応を監視しながら複数の化学反応を同時に実施するための装置であり、該装置は:
複数の上部開放反応容器;
該上部開放反応容器を受けるように形づけられた複数のウェルを形成された支持ブロック;
該反応容器のそれぞれの開放された上部を囲むための透明なふた手段;
該反応容器の該開放された上部に対して該透明なふた手段を押圧するように配置された透明なプレートであり、該透明なプレートは透明な抵抗加熱フィルムで被覆されている;ならびに
該透明な抵抗加熱フィルムに電流を供給する手段、
を含む装置。 - 該透明なプレートから該透明なふた手段に圧力を伝達するために該透明なふた手段と該透明なプレートの間に配置された開口されたプレートをさらに含み、該開口されたプレートの開口部は該支持ブロックのウェルと位置を合わされている請求項1記載の装置。
- 該透明なプレートはガラスであり、そして該透明な抵抗加熱フィルムは酸化スズならびにインジウムと酸化スズとの混合物からなる群より選ばれる材料である請求項1記載の装置。
- 個別に囲まれた反応容器において各容器内の反応を監視しながら複数の化学反応を同時に実施するための装置であり、該装置は:
複数の上部開放反応容器;
長方形配列に配置された複数のウェルを形成された1つの表面における温度制御ブロックであり、各ウェルは1つのそのような反応容器を受けるように寸法を合わされている;
該ウェルの側の反対側で該ブロックに付着された少なくとも一つのペルチェ効果熱電モジュール;
該長方形配列の一端に沿って該ブロックに付着された第1のワイヤ加熱部分;ならびに
該第1の端の反対側の該長方形配列の第2端に沿って該ブロックに付着された第2のワイヤ加熱部分、
該反応容器のそれぞれの開放された上部を囲むための透明なふた手段;
該反応容器の該開放された上部に対して該透明なふた手段を押圧するように配置された透明なプレートであり、該透明なプレートは透明な抵抗加熱フィルムで被覆されている;ならびに
該透明な抵抗加熱フィルムに電流を供給する手段、
を含む装置。
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